Самодельная буровая установка на воду

Наслаждаться спокойной жизнью в загородном доме возможно лишь после длительной, кропотливой работы над обустройством комфорта и уюта на собственном земельном участке. Системы автономного водоснабжения, отвода сточных вод и даже электроэнергии обеспечат всеми необходимыми благами цивилизации вас и вашу семью. Питьевая вода – это залог человеческого здоровья и хорошего самочувствия каждый день. Колодцы, скважины и водонаборные системы гарантируют запас воды для приготовления еды и для различных хозяйственных нужд, в процессе вам не придется зависеть от коммунальных служб или прочих внешних факторов. Если с выбором автономной системы определиться удалось, то с инструментами для их установки дело обстоит сложнее. Бывалым умельцам по силам соорудить бур или вышку с подручных средств за короткий промежуток времени. В чем преимущество самодельных инструментов и какие возможности они открывают перед вами? Ответы на эти вопросы кроятся в технологии бурения новой скважины, а поэтому, подойдя комплексно к организации источника чистой воды в загородном доме – вы сумеете вынести много нового, полезного и научиться обходиться подручными материалами, взамен дорогостоящих устройств из строительных магазинов.

Разновидности буровых установок

Бурение скважины – это трудоемкий процесс, который включает в себя подготовку и установку трубы для доступа питьевой воды из подземного источника. Выбор буровой установки, зависит от того, каким методом бурения вы предпочтете воспользоваться. Так ударно-канатный способ основывается на ударах забивного стакана об твердую породу или грунт, а вот стандартный ход для трубы скважины, обеспечивается простым бурением (бур с лопатками) до водоносного слоя.

В первом случае, конструкция состоит из каната, стакана и вышки, во втором же в ее состав входит подручный, самодельный бур. Оба метода имеют преимуществ и недостатки, но являются эффективными и востребованными многие годы. Малогабаритная буровая установка не потребует значительных физических усилий со стороны работников, но процесс создания скважины с ее помощью займет намного больше времени.

Если вы решили создать мгбу своими руками, следует понимать, что далеко не все составляющие этого сложного элемента возможно соорудить из ненужных деталей, валяющихся в гараже. Некоторые элементы придется купить в магазине или на строительном рынке, но в общем, самодельная установка обойдется гораздо дешевле, нежели покупная. Конечным итогом станет рабочий, профессиональный агрегат за смешную цену.

Выделяются четыре основных вида установок для бурения:

• ударно-канатная;
• шнековая;
• роторная;
• роторно-ручная.

Установки ударно-канатного принципа работы имеют вид треугольной рамы с закрепленным тросом и забойным стаканом на конце. Схожие с ними – шнековые установки, в которой основной элемент (шнек) поднимает ненужную почву без дополнительной промывки устройства в целом. Гидробурение организует роторная установка, более механичный и простой бур на этом же принципе работы – роторно-ручная система и пусть она не пользуется особой популярностью, но при желании исправно работает и приносит желаемые результаты.

Прежде чем приступить к изготовлению установки (любого типа) вам понадобятся подробные чертежи, сварочный аппарат, дрель или болгарка, схема подключения всех деталей бура и запас терпения.

Самые простые буровые установки своими руками

Буровая установка своими руками – это удобно и выгодно, к тому же соорудив самодельный бур, вы можете полностью отрегулировать все его параметры под собственные нужды. Для создания устройства ударно-канатного принципа работы вам пригодится так называемый «стакан», желонки и станина.

Мотор редуктора, к которому подключается установка, облегчит весь процесс бурения, ведь канат будет накручиваться на желонки. Так же желонки помогают очищать стакан от разбитых пород и грунта. Для изготовления основного элемента пригодится труба с диаметром не меньше 12 сантиметров. На конце такого отрезка вырезаются зубчики (для разрыхления почвы). Длина каната варьируется от метра до двух, в зависимости от глубины будущей скважины.

Буровая установка самодельная типа шнека в первую очередь оснащается мощным буром, для изготовления которого используют трубу с наружной резьбой. Шнек (винт) устанавливается на другом конце трубы (достаточно провернуть винт два, три раза). Последним штрихом станет подсоединение к шнекам ножей, стоящих под углом к будущей скважине.

Для удобства, специалисты рекомендуют оснащать бур дополнительной вращающейся трубой. Дальше бур помещают в землю и проворачивают до достижения глубины в метр и лишь потом лишний грунт убирается. Скважина, глубиной более восьми метров, нуждается в страховке в виде вышки. Для последующего поднятия бура используют лебедку (изготовленная из прочного металла или дерева).

Для добычи воды из скважины, вам следует определиться с типом вспомогательных инструментов. Будут ли помощники в этом ответственном деле? Какая глубина водоносного слоя на вашем участке? На все эти вопросы стоит ответить до изготовления бура.

Гарантия и надежность вашей буровой установки

Для изготовления профессиональных буровых установок существует ряд важных условий, выполнение которых обеспечит эффективность и качество работы самодельного бура. Заблаговременно побеспокойтесь о наличии у вас под рукой буровой штанги, мотора, помпы, шланга и труб различного диаметра.

Рама для монтажных работ изготавливается из листов прочной стали, а вертлюг пригодится для связи бура и мотора. В выборе штанги руководствуйтесь параметрами будущего бура (тип которого зависит от метода бурения). Сечение штанги не столь важно, к тому же в процессе работы эта деталь опускается и ее следует наращивать снова. Надежное соединение обеспечат простые замки с закругленной резьбой.

Бурильный агрегат – это устройство, предназначенное для дробления почвы и твердых пород, хранящихся в ней. В профессиональном бурении используются многофункциональные буры, циклически-вращающиеся вокруг скважины. Такие габаритные по размеру устройства, изготавливаются из прочной стали с расположенными последовательно пластинами. Для сложных земельных участков рекомендовано использовать буровые установки в пару проходов. Сначала применяются маленькие устройства, а сделанное ими отверстие расширяется более мощным буром.

Установки для воды своими руками давно не новшество или показуха. Это удобные, многофункциональные помощники для предусмотрительных хозяев загородных домов. Готовые буровые установки не только обойдутся в кругленькую сумму, но и будут оснащены совершенно не нужными для вас элементами.

Свой бур – это доступный, понятный в работе инструмент, не требующий много денег или ваших сил.

Автономные системы для вашего дома или дачи гарантируют комфорт и уют. Вам больше не нужно зависеть от коммунальных служб или стихийных бедствий, питьевая и полезная вода из подземных источников всегда будет на вашем столе в любое время года, при любых погодных условиях.

vodospec.ru

Виды самодельных буровых установок

Для самостоятельного бурения скважин (на воду и не только) требуется хоть небольшая буровая установка. Глубина скважин редко бывает меньше 20 метров и без применения хоть простейших механизмов обойтись очень сложно. Если говорить о техниках бурения и типах бутовых установок, то сделать своими руками можно следующие буровые:

• Ударно-канатную установку. Принцип работы этого типа оборудования основан на силе тяжести. На какой-то высоте закрепляют тяжелый буровой снаряд в заточенными краями — стакан или желонку. Его «роняют» несколько десятков раз. Каждый раз снаряд прорезает некоторую часть грунта, а порода застревает внутри полого снаряда (для сыпучих грунтов они снабжаются клапанами). Стакан вынимается из скважины, грунт удаляется. Далее процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет требуемой глубины. Для самостоятельного исполнения подобные устройства — самые простые. В наиболее бюджетном варианте это некая станина, позволяющая закрепить блок над скважиной. Через блок перекинут длинный трос с привязанной желонкой. За трос можно дергать «вручную», а можно установить мотор-редуктор с барабаном.


• Шнековая буровая установка. Углубление в грунт происходит при помощи шнека — стержня с наваренными винтом лопастями. Шнеком можно вручную пробурить скважины в пару метров — под свайный фундамент, например. Для прохождения плотных слоев типа глины или плотных песков, требуется солидное усилие. Поэтому требуется двигатель с большим вращающим моментом, а они работают от 380 В. И то, шнековые установки практически бесполезных на каменистых грунтах. И все равно — просто это небольшой камень типа щебня или скальные породы — шнек их не пройдет.
• Роторное бурение. Используется тоже принцип вращения, но внутрь бура подается бурильный раствор (вода). Это эффективный способ — вода выносит на поверхность шлам (раздробленную породу), и бур очень редко вынимают на поверхность. Его только сверху постоянно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Есть роторные установки «сухого» бурения — без растворов, но они требуют больших усилий, скорость бурения при этом намного ниже. Поэтому такие установки делают и используют редко.

Выбор типа буровой установки для изготовления ее своими руками зависит от геологии местности, где будут бурить, влияет также глубина залегания водоносных слоев. Наиболее универсальный метод — ударно-канатный. Хорошо проходят разные грунты при помощи роторного оборудования с использованием воды (этот способ называют еще гидробурение). Для разных типов грунтов используют разной формы долота, а измельченный грунт вымывается на поверхность водой.

Самый «капризный» по грунтам шнековый бур, зато он неплохо справляется с вязкими грунтами — глинами, суглинками, но с валунами и каменистым грунтом он застревает.

Методы очистки воды из колодца или скважины описаны тут.

Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок

При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.

Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки. При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку.

Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).

Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.

Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.

Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.

Как сделать установку для роторного бурения

Буровая гидравлическая установка должна иметь станину, которая позволяет передвигать вверх/вниз мотор, к которому через вертлюг подсоединяют бур. Также через вертлюг внутрь колонны поддается вода.

При изготовлении буровой установки своими руками, рекомендован такой порядок действий:

• Сначала должны быть вертлюг и штанги. Если вы не квалифицированный токарь или у вас нет такого на примете, то эти детали лучше купить. При их изготовлении требуется высокая точность, что можно достичь при высокой квалификации. Причем резьба на вертлюге и штангах должна быть одинаковой, или потребуется переходник. Резьба на штангах лучше — трапеция, так как потом конусную мало кто из токарей может сделать.


• Купить мотор-редуктор. Если питание будет от 220 в, то характеристики его такие: мощность 2,2 кВт, оборотов — 60-70 в минуту (лучшие : 3МП 31,5 или 3МП 40 или 3МП 50). Более мощные поставить можно только при условии наличия питания в 380 В, да и более мощные редко нужны.
• Покупаете лебедку, может быть ручной или электрической. Грузоподъемность желательно не менее 1 тонны (если есть возможность, лучше — больше).
• Когда все эти составляющие имеются на руках, можно варить каркас и делать бур. Ведь все это оборудование крепится на него, а виды крепления могут быть разными, угадать невозможно.

Рама мини-буровой установки состоит из трех частей:

• горизонтальной платформы;
• вертикальной рамы;
• подвижной рамы (каретка), на которой закреплен мотор.

Основа варится из толстостенной трубы — толщина стенки 4 мм, минимум — 3,5 мм. Лучше — из профилированной сечением 40*40 мм, 50*50 мм или около того, но подойдет и круглая. При изготовлении рамы малой буровой установки точность неважна. Важно соблюдать геометрию: вертикальность и горизонтальность, одинаковые углы наклона, если это необходимо. А размеры «подгоняются» по факту. Сначала варится нижняя рама, измеряется. Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка.

Простой форты бур можно сделать самостоятельно — их варят из обычной стали (чертеж на фото ниже). Если брать высоколегированную сталь, ее сложно приварить к штангам. Для сложных и каменистых грунтов лучше купить бур в специализированной кампании — они имеют сложную форму, есть много разных видов.

Чтобы работать было проще, подключают два пульта с возможностью реверсного хода. Один ставят на мотор, второй на лебедку. Вот, собственно, и все.

В конструкции буровой установки роторного или шнекового бурения главное — вертлюг, но его изготовить без опыта нереально. Для тех, кто хочет сделать его самостоятельно, выложим фото и его чертеж.

Как провести воду от скважины к дому читайте тут. 

Простейшая установка для шнекового бурения

Если водоносные слои неглубоко, грунты мягкие, можно обойтись механической буровой установкой со шнеком. Это та же тренога или любая другая рама с блоком через который перекинут трос. Только вместо желонки или бурового стакана к тросу привязан шнек. В верхней его части имеется перекладина, при помощи которой его проворачивают.

Для облегчения процесса желательно наличие лебедки или хотя-бы ворота (по типу колодезного). Но можно сделать роторную бурилку, похожую на описанную выше. Изменится только строение вертлюга — он нужен без отвода под подачу воды. Работа одной из бурильных установок, собранной мастеровым человеком своими руками, из подручных материалов — на следующем видео. Можно рассмотреть и особенности конструкции.

И последний момент — видео о том, как сделать шнек для буровой установки своими руками.

stroychik.ru

Типы конструкций

Особенности будущего агрегата будут полностью зависеть от требуемого способа бурения.

Ударно-канатный метод способствует разрыхлению грунта при сбрасывании вниз груза. Почва вынимается. Процедура повторяется до достижения требуемой глубины.

Вынимание почвы может производиться вращающимся буром. Изготовить такое оборудование своими руками сложно. Его габариты больше, а затраты на производство выше. Не все детали для создания подобного устройства можно изготовить самостоятельно. Некоторые элементы делают на заказ либо приобретают в специализированных компаниях.

Буровая установка подходит для создания скважин для воды и монтажных работ на свайном фундаменте. Эксперты выделяют 4 типа МГБУ (малогабаритные бурильные установки):

• шнековые;
• ударно-канатные;
• роторные;
• ручные роторные.

Первый тип позволяет вынимать почву шнеком без дополнительной промывки скважин водой. Второй вид оснащен рамой, ее основание должно быть треугольным. Используемые детали представлены в виде желонки и троса.

Самодельная установка роторного типа функционирует на основе принципов гидробурения. Такое оборудование ручного типа является наиболее простым вариантом, в котором электромотор заменен ручным приводом. На поверхность устройство можно поднимать с помощью электромотора. Чтобы изготовить самодельные простейшие буровые установки, потребуется дрель, аппарат для сварки, болгарка.

Устройство шнековой МГБУ

В этом оборудовании главная рабочая деталь — бур. Можно соорудить его из стальной трубы с сечением не 100 мм. На ее верхнем конце должна быть винтовая наружная резьба. С противоположной стороны крепится шнековый винт, диаметр которого должен достигать 200 мм. Стальные ножи приваривают к концам витков шнека.

Обеспечить более удобное вращение этой детали можно с помощью дополнительного отрезка стальной трубы длиной в 1,5 м. Отрезок приваривается к тройнику с винтовой резьбой. Последний элемент навинчивается на штангу. Ее длина равняется длине отрезка стальной трубы.

Агрегат углубляется в почву, проворачивается 3 раза и извлекается для удаления земли. Манипуляции необходимо повторять до достижения глубины в 1 м. Затем с помощью муфты к штанге присоединяют дополнительный отрезок металлической трубы, и она удлиняется.

Для отверстий глубже 8 м потребуется крепление оборудования на вышке, которую строят из дерева или металла. В ее верхней части желательно сделать отверстие, в котором сможет двигаться штанга. По мере удлинения ее вес будет увеличиваться, поэтому поднимать конструкцию будет лебедка. Самодельные упрощенные буровые установки ударно-канатного типа представлены в виде следующих элементов:

• ударного патрона («стакан»);
• станины разборной;
• желонки.

Облегчить и ускорить процесс помогает подключение буровой установки к мотору-редуктору. На его барабан будет наматываться трос с закрепленной желонкой или ударным патроном. Обеспечить эффективность поможет установка патрона весом не менее 80 кг. Желонка будет очищать забой от разрыхленного грунта, она подходит для работы с глинистыми почвами.

Дополнительные элементы

Патрон («стакан») — центральная рабочая деталь буровой установки. Его можно изготовить из толстой трубы диаметром в 80-120 мм. Для этого потребуется увесистый материал. Снизу рекомендуется вырезать зазубрины, которые будут помогать разрыхлить почву. При необходимости нижнюю часть оставляют ровной. Нижнюю кромку «стакана» затачивают, а вверху просверливают отверстия под крепления для троса. Длина патрона может достигать 1-2 м. Для строительства конструкции потребуются следующие материалы и инструменты:

1. Трос прочный.
2. Тяжелая желонка.
3. Лебедка с мотором.
4. Рама.

Изготавливать самодельные качественные буровые установки рекомендуется после изучения их схемы или подробного описания.

Готовое оборудование поможет разрыхлять и поднимать почву. Перед началом работы специалисты рекомендуют проделать отверстие в почве, в которое потом будет опускаться патрон. Отверстие по диаметру должно немного превосходить диаметр патрона. Буровая установка будет надежной и пригодной для профессионального использования, если использовать следующие детали, произведенные на высокотехнологичном производстве:

• штангу;
• вертлюг;
• бур с лопастями;
• мотопомпу с рукавом;
• мотор-редуктор;
• шланг, подающий специальный раствор.

Штанга самодельных буровых установок крепится за подвижную часть корпуса вертлюга, который передает от мотора-редуктора к рабочему агрегату движущий момент. Жидкость для промывания подается через патрубок. Он должен быть герметичным. У этой детали простая конструкция, но от ее качества зависит надежность и длительность функционирования агрегата. Вертлюг рекомендуется производить из стали высокой прочности. Рекомендуется оставлять небольшой зазор между деталями конструкции, которые приводятся в движение. Вертлюг низкого качества выходит из строя после бурения нескольких отверстий.

Штанга подбирается под тип бурения, которое может быть вращательным, ударным, с промывкой. Деталь бывает с шестигранным и круглым сечением и способствует передаче движущего момента. Во время функционирования оборудования штанга опускается. Ее необходимо наращивать. Прочное соединение гарантируют замки с трапециевидной и конической резьбой.

Жидкость в выбуренную скважину подается по внутреннему сечению на штанге. С помощью влаги почва смягчается, и проводить работу можно более оперативно. Раму для самодельных буровых установок можно соорудить собственноручно из прочной стали. Профессионалы используют оборудование с 3-мя лопастями и циклическим вращением с диаметром в 80-350 мм. Основную деталь сооружают из толстой, прочной стали, в которую вплавляют пластины.

На твердой почве желательно выполнять бурение в несколько шагов. Предварительно разводят грунт с помощью агрегата в 80 мм. Чтобы достичь нужный диаметр и глубину отверстия, применяют детали с большим диаметром.

moyaskvazhina.ru

Самодельные устройства для бурения скважин

Простейшим водозаборным устройством является скважина абиссинского колодца. Чтобы ее устроить вовсе не нужно сложного оборудования или приспособлений. Достаточно раздобыть «бабу», а это груз килограмм на 20 – 25 и изготовить подбабок – по сути, хомут, надежно охватывающий забиваемую трубу.

Элементарное приспособление для пробивки абиссинских скважин показано на рис.1, где:

1. Хомут для крепления блоков.

2. Блок.

3. Канат.

4. Баба.

5. Подбабок.

6. Забивная труба.

7. Труба водозаборная с фильтрующим устройством. На переднем конце она оснащена копьевидным наконечником, диаметр которого больше всех остальных составляющих. Поднимая и резко опуская бабу, два человека достигают водоноса на глубине до 10 метров за один световой день.

Чертеж рис.1 не предусматривает треноги. Не отрицая действенности такого способа, обращаем внимание, что с треногой легче управлять направлением погружения, ведь шурф должен быть строго вертикальным. Треногу легко сделать своими руками из подручных материалов.

Бурение классических скважин на воду может производиться ударно – канатным способом, оборудование для реализации такой технологии отличается такой простотой, что «просится» быть изготовленным своими руками.

Простейшие малогабаритные установки такого типа позволяют бурение скважин на воду в глубину до 100 метров. Характерным недостатком такого способа является низкая производительность при проходке, поскольку процесс связан с постоянными подъемами инструмента для выгрузки грунта из скважин после каждых 5 – 8 ударов. В то же время ударно – канатный способ дает возможность наиболее качественного вскрытия водоносных пластов. Простейшее приспособление, показанное на рис.1, легко подвергается модернизации установкой привода на лебедку с муфтой сброса, а также установкой дополнительного ручного подъемного механизма для сборки обсадных труб, что доступно сделать своими руками в домашних условиях.

Популярны самодельные установки для бурения скважин на воду с применением шнекового инструмента. Это целая гамма решений от простого садового бура, на котором имеется возможность наращивать по длине бурильную штангу, до достаточно сложных механизмов, подходящих под классификацию МГБУ. На них применяются уже электрическая или ДВС тяга.

При желании простой шнековый бур можно сделать своими руками, ведь пригодится не только для бурения водяных скважин, но и при постройке ограждений участка и при создании свайного ростверкового фундамента, значительно снижая объем земляных работ. Для этого можно использовать чертеж с рис.3, при необходимости изменив размеры в соответствии с предпочтениями изготовителя.

Более сложные приспособления для бурения шурфов таким способом включаю в себя буровую вышку, представляющую собой традиционную треногу.

Одному работнику под силу выполнить работу, но при этом существует опасность отклонения буровой колонны от вертикали. Поэтому обычно работают вдвоем, равномерно нагружая обе стороны рычага.

Учитывая трудоемкость выполнения работ, целесообразно максимально механизировать процесс бурения. Для этого есть все условия, поле непродолжительных поисков на строительных рынках можно приобрести любые детали или узлы и сделать бурилку самостоятельно.

Как видно из рис.6, многие промышленные образцы не сравняться с такой самоделкой по элегантности исполнения и компоновки такой установки. Судя по виду проводников, электрическая схема разработана и исполнена под напряжение 220 вольт. Размер бурового инструмента показывает, что установкой доступно исполнение скважин среднего и высокого дебита.

Материалы и инструменты

Мы не будем рассматривать изготовление простых приспособлений для бурения, которые можно сделать из подручных материалов.

А вот, чтобы изготовить станок, к подбору материалов следует отнестись более внимательно, так:

• для изготовления рам несущих конструкций лучше использовать профильные трубы, они имеют повышенную прочность на продольный изгиб, размеры зависят от конструкции установки;
• различные блоки можно найти в магазинах автомобильных запчастей;
• для изготовления каретки могут понадобиться ролики, их лучше всего искать на строительных или инструментальных рынках, лучшие изделия такого вида применяются дл производства раздвижных дверей, они достаточно прочны и оснащены подшипниками;
• на корпус каретки нужно подбирать металлические профили в виде уголков или швеллеров – гнутых или катаных, перед этим нужно просмотреть ГОСТы на эту продукцию, чтобы знать типовой ряд размеров, тогда не придется искать то, чего нет в природе;
• наверняка будут нужны детали, гнутые из листа. В таком случае, учитывая ограниченные возможности производства, лучше остановиться на листах из стали толщиной 4мм, она доступна для раскроя и вполне подходит для гибки, разумеется, легче работать с более тонкими материалами, но нужно учитывать возможные значительные их нагружения;
• из метизов наверняка понадобятся винты, болты, шпильки, гайки и прочие изделия винтовых соединений. Применение самонарезающего крепежа нежелательно, он может не обеспечить достаточную надежность соединений.

Касательно инструмента:

1. При таких работах не обойтись без качественной сварки, наличие аппарата и навыков обязательно.
2. Для разделки металла понадобится «болгарка», а возможно и ножницы по металлу – ручные или механические, а также электролобзик с пилками по металлу и электродрель.
3. Набор обычного слесарного инструмента – молоток, напильники, ключи гаечные, разметочные приспособления, средства измерений – линейка металлическая и штангенциркуль.
4. Для фиксации деталей во время обработки не обойтись без достаточно мощных тисков.

Об остальном можно озаботиться в процессе работы.

Не старайтесь разработать подробные чертежи, это хлопотно. А для достижения цели достаточно проекта в эскизах.

oburenie.ru

Чем и как лучше бурить скважину?

Начинающему буровику нужно запастись терпением и приготовиться к выполнению не самой простой работы.

Еще понадобятся подручные средства и недорогие материалы для изготовления установки и бурового снаряда, а также здравый смысл и пара-тройка друзей в помощь.

Бурение скважин — это работа сродни искусству, поскольку результат непредсказуем, и каждое сооружение уникально. Задача состоит в том, чтобы проделать в грунте длинную и узкую шахту до водоносного слоя и опустить в нее обсадную трубу для укрепления стенок выработки. В процессе придется извлечь немало грунта, причем грунт этот может быть очень разным: от кусков гранита до песка вперемешку с водой.

Многое зависит и от глубины водоносного слоя. Иногда до него нужно пройти менее 10 метров, а порой скважина достигает нескольких десятков или даже сотен метров. Все это влияет на методы бурения и его сроки. Чтобы устроить скважину, существует два основных способа: ударно-канатный и вращательный, в современной интерпретации шнековый.

В первом случае бурение выполняется с помощью узкого и тяжелого снаряда, именуемого желонкой. Ее подвешивают на канате или тросе, который перекидывают через закрепленный на треноге блок. Для вытаскивания бурового снаряда из шахты используют лебедку с мотором, хотя при желании это можно делать и вручную.

Снаряд несколько раз роняют на дно выработки с высоты в несколько метров. Он рыхлит грунт, часть которого попадает в полость желонки. После углубления в грунт примерно на 0,5 м бур извлекают из ствола. Снаряд очищают и снова бросают в шахту. Процесс повторяют до тех пор, пока не дойдут до воды.

Ударно-канатный метод очень старый, его используют в течение столетий, если не тысячелетий. Сделать желонку относительно несложно, понадобится листовая сталь толщиной 4-5 мм или толстостенная труба Ø 110-120 мм, а также навыки работы со сварочным аппаратом. А работать желонкой можно даже в одиночку, хотя с помощником дело пойдет значительно быстрее.

Преимущества ударного бурения состоят не только в его доступности. Желонка надежна, она проходит практически любой грунт кроме скальных пород. Если нужно преодолеть слой из супеси или суглинка, желонку заменяют соответствующего размера стаканом — узким цилиндром без клапана на дне.

Стакан эффективно разрушает глинистые породы, которые за счет собственной способности уплотняться и липнуть к стенкам удерживаются в его полости.В ручном ударно-канатном бурении желонку и стакан чередуют по мере необходимости.

Как только проходка желонкой существенной сокращается, значит, она встретила кровлю суглинка или супеси, из-за чего ее меняют на стакан. Как только в полости стакана перестает задерживаться разрушенный в скважине грунт, его меняют на желонку.

За один “сеанс” можно углубить шахту на метр, хотя чаще этот показатель скромнее, примерно 20-40 см. В этом недостаток ударно-канатного метода — длительное время работы. На глинистых пластичных грунтах эффективнее использовать шнек или иначе змеевиковый бур.

Рабочий инструмент шнековой установки представляет собой колонну штанг с буром на нижнем конце. Инструмент буквально ввинчивается в грунт, который частично удерживается на его лопастях.

Периодически шнек вместе с разрыхленным грунтом извлекают на дневную поверхность, а забой с обвалившимся отвалом расчищают желонкой. Затем снова бурят шнеком, внедряясь все глубже в землю с каждым витком.

Штанги постепенно наращивают по мере углубления шахты. Сначала длину буровой колонны увеличивают креплением одной штанги. Когда ее верхняя часть почти выровняется с устьем скважины, присоединяют вторую, затем третью и т.д.

Вращать бур можно вручную или с помощью ротора электродвигателя. Чтобы удерживать штангу в правильном вертикальном положении, в промышленных мобильных буровых установках применяется закрепленная на станине вертикальная рама. По этому принципу можно изготовить собственный станок.

Одновременно с заглублением обсаживается ствол скважины, т.е. в пробуренную выработку устанавливается труба, диаметр которой на 1-2 см больше аналогичного размера снаряда. Звенья обсады соединяются в единую конструкцию посредством навинчивания или сварки.

Если в обсаженную скважину под напором подать большое количество воды, забой можно очищать без применения желонки. Этот метод успешно применяется профессиональными бригадами. Вода размывает взрыхленный грунт и вымывает его на поверхность.

Буровой раствор ускоряет работы в несколько раз, но все вокруг будет залито водой вперемешку с грязью. Да и каменистые грунты таким способом не пройдешь. Все это нужно учитывать еще перед тем, как приступать к изготовлению собственной буровой установки. Кроме того, нужно определиться со своими целями и задачами.

Если нужен агрегат для сооружения всего одной или двух скважин, можно особо не корпеть над тщательностью исполнения. А вот солидная и прочная буровая установка может стать весомым поводом, чтобы начать собственный бизнес по бурению скважин.

Изготовление ударно-канатной буровой установки

Тренога с желонкой — конструкция простая, как и все гениальное. Ее размеры можно прикинуть “на глазок”, особо точные инженерные расчеты здесь не нужны. Например, высота треноги, на которой будет закреплена желонка, должна быть больше этого бура примерно на метр. Если буровые работы проводятся в подвале дома, размеры конструкции будут ограничены высотой потолка.

На открытом пространстве желонку можно повесить и повыше, чтобы увеличить силу удара. Но не стоит делать ее слишком высокой, это не эффективно. Сама желонка должна быть достаточно тяжелой. Чтобы эффективно рыхлить грунт, на ее подошве лучше сделать зазубрины или сточить острую кромку.

Оптимальной для бурения считается длина снаряда в пределах 1,8 — 2,2 метров, чтобы буровик мог свободно дотянуться до верхушки бура для крепления или отсоединения троса. Однако в ручном бурении наилучшей длиной желонки считают 1,0 — 1,2 м. Такой размер позволяет дотянуться рукой до дна снаряда, если он не опорожняется при налипании суглинка, например.

Делают желонку чаще всего из отрезка металлической трубы, желательная толщина металла — 4 — 6 мм. Чтобы сделать такое бурильное устройство, следует выполнить следующие операции:

1. Приготовить отрезок трубы подходящего размера.
2. Сделать клапан в нижней части снаряда.
3. Приварить сверху защитную сетку.
4. Проварить ручку или “ушки”, чтобы закрепить канат.
5. Заточить нижнюю часть снаряда или приварить несколько “зубов” из отрезков металла или из кусков толстой проволоки.
6. Сделать треногу из металлических труб.
7. Установить блок, лебедку и двигатель для подъема снаряда из шахты.
8. Привязать к желонке канат и собрать конструкцию.

Клапан желонки заслуживает отдельного внимания. В снарядах небольшого диаметра используется шаровой клапан. На его роль подойдет металлический шар, диаметром чуть больше половины диаметра желонки. Если подходящего шарика не нашлось, его можно изготовить из подручных материалов. Например, для этих целей часто используют смесь из свинцовой дроби и эпоксидной смолы, роль отливочной формы исполняет какой нибудь детский шарик из пластика или резины.

Снизу приваривают шайбу с отверстием, диаметр которого меньше, чем размеры шарика, чтобы он не вылетал. Для этих же целей вверху, на некотором расстоянии от защитной решетки, ставят стопор — кусок металла, который ограничивает движение шарика вверх. Решетка из проволоки не позволяет вываливаться из желонки крупным кускам грунта.

Шарик клапана не должен опускаться ниже уровня заостренно края или металлических зубьев, иначе он будет гасить силу удара. С другой стороны, “зубы” не стоит делать слишком длинными, иначе они не позволят части грунта попасть внутрь желонки.

В верхней трети корпуса желонки вырезают окошко. Оно понадобится, когда полную желонку нужно будет очистить от набившегося внутрь грунта.

Другой вариант клапана — лепестковый. Его делают из куска металла. Лепестковый клапан выглядит как круглая дверца, закрепленная на пружине в нижней части желонки. При движении снаряда вниз клапан открывается под давлением грунта, а затем пружина его закрывает и удерживает грунт внутри. Иногда такой клапан уплотняют куском резины, но это не обязательно.

Если при бурении самодельной желонкой выясняется, что она захватывает слишком мало грунта, возможно, нужно просто немного исправить конструкцию. Иногда нужно немного расточить просвет внизу устройства. Если снаряд оказался слишком легким, его следует утяжелить. Для этого верхнюю часть желонки иногда заливают бетоном. Но можно и просто присоединить сверху дополнительный груз на подвижном соединении.

На вязких грунтах эффективной может оказаться разновидность желонки без клапана. Плотный грунт набивается внутрь снаряда и удерживается там естественным образом. Вычищают такое устройство через узкое вертикальное отверстие на боку. Если есть возможность и необходимость, следует сделать две разных желонки, чтобы использовать их на разных грунтах. Желонку также используют для очистки готовой скважины от песка и грязи. Но в этой ситуации нет необходимости делать такой большой снаряд, подойдет и устройство длиной около 0,8 -1,0 метра.

Как соорудить шнековую буровую установку

Каркас такой установки может быть выполнен в виде треноги, но чаще его делают из вертикальных направляющих, закрепленных на подставке и соединенных сверху горизонтальной конструкцией. Каркас должен надежно удерживать буровую колонну из снаряда и буровых штанг при извлечении их их их скважины.

Бур изготавливают следующим образом:

1. К отрезку узкой металлической трубы длиной около 1,5 метров приваривают пару витков из металлической полосы, чтобы получилось подобие винтовой нарезки.
2. К краям шнека присоединяют ножи, режущие кромки которых должны находиться под углом к горизонтали.
3. Ножи подвергают заточке.
4. К верхнему краю бура привинчивают или приваривают тройник с внутренней резьбой.
5. Заготавливают отрезки металлической трубы такого же диаметра. что и труба шнека, чтобы в дальнейшем наращивать длину буровой колонны. Это штанги.
6. На этих кусках трубы нарезают резьбу, чтобы соединять их или высверливают отверстие для фиксации стопорным пальцем.

Впрочем, для наращивания длины буровой штанги вполне успешно применяют и муфтовое или замковое соединение. Буровую вышку можно сделать из металлических труб, швеллера или из древесины. Главное, чтобы она надежно удерживала буровую колонну.

В верхней части каркаса устанавливают блок, который подсоединяют к лебедке для подъема колонны труб с буровым снарядом. Считается, что вышка необходима только при бурении скважин глубиной более восьми метров. Небольшое сооружение можно пробурить и без нее, но работы все же будут затруднены.

Наращивание длины буровой штанги существенно значительно утяжеляет колонну, поэтому для его подъема используют электромотор с лебедкой. Если предполагается выполнять “мокрое” бурение, вращение бура также осуществляют с помощью электромотора. Специалисты считают оптимальным вариантом для этих целей типовое устройство мощностью 2,2 кВт на 60-70 оборотов, которое можно запитать от обычной розетки на 220 V. Подходящими могут оказаться модели типа 3МП 31,5, 3МП 40 или 3МП 50.

Вертлюгом называют элемент, с помощью которого движущий момент передается с электродвигателя на буровую штангу. Через него также выполняют подачу бурового раствора в шахту. Буровые штанги закрепляют на подвижной части этого устройства. Для бурового раствора предназначен специальный герметичный патрубок.

Поскольку вертлюг во время бурения постоянно движется, при некачественном исполнении он может очень быстро сломаться. Чтобы этого не произошло, следует соблюдать два правила: использовать для его изготовления только высокопрочную сталь и обеспечить минимальный зазор между статичными и подвижными элементами устройства.

Как уже упоминалось, каких-то сверхстрогих правил при устройстве для скважин самопальных буровых установок  не существует. Чаще всего сооружается гибридная конструкция, которая позволяет одновременно использовать и ударно-канатный метод, и вращательное бурение. В такой конструкции устраивается одна и та же рама, позволяющая переходить с одного способа на другой без внесения каких-либо конструктивных изменений.

Если есть желание профессионально заняться бурением скважин, то все детали лучше приобрести на стороне, а не делать самостоятельно, или взять в аренду. Можно заказать все эти элементы у опытного токаря. Понадобится купить надежный электромотор с редуктором, а мотопомпу, рукав и шланг, если предполагается выполнять работы с использованием гидронапора.

Раму и бур изготавливать лучше после того, как приобретены вертлюг, электродвигатель и лебедка. Это позволит правильно и быстро подогнать все части установки друг к другу. Чтобы получить возможность наращивать более длинные штанги на бур, рекомендуется делать раму с запасом около 3,3 м. Для изготовления вертлюга и замков следует использовать качественную сталь, поскольку эти части конструкции переносят самые высокие нагрузки в процессе бурения.

Закаленная сталь не слишком хорошо подходит для изготовления самодельных буровых установок, поскольку после обработки она нуждается в дополнительной шлифовке, лучше взять обычную сталь. На штангах лучше всего использовать трапециевидную, а не конусную резьбу. Она имеет достаточные прочностные характеристики, и с выполнением такой резьбы справится любой токарь. А вот для изготовления штанги с конусной резьбой придется искать специалиста.

Для бурения на глубину более 30 метров рекомендуется делать штанги из труб со стенкой 5-6 мм толщиной. Обычные трубы со стенкой 3,5 мм таких нагрузок могут и не выдержать. Для изготовления бура лучше брать не легированную сталь, а обычную, чтобы не возникло проблем в процессе сварки.

Для бурения твердых грунтов имеет смысл использовать высокопрочный бур-долото промышленного производства. Хороший эффект дает использование снаряд с тремя лопастями. При его работе используют циклическое вращение, что позволяет выполнять рыхление грунта максимально эффективно.

Буровые инструменты для ручного производства работ бывают разными по конструкции. Различают ложковые и змеевиковые модели, а также буровое долото. Ложковые буры эффективны на пластичных грунтах: супесях, суглинках, глинах. Резец такого бура обычно выполнен в виде ковша. Такой бур можно изготовить самостоятельно из трубы подходящего диаметра.

На плотных суглинках можно использовать также змеевиковый бур. Это устройство по конструкции напоминает штопор, а режущий элемент — раздвоенный, так называемый хвост ласточки. В качестве альтернативы змеевому буру можно использовать аналог ледового бура, но он может быть не так эффективен.

На твердых породах лучше всего показывает себя буровое долото с углом заострения 110-130 градусов. Долото может иметь очень разную форму, поскольку рассчитываются на разрушение скальных пород различной степени твердости.

Для бурения сложных геологических разрезов иногда лучше использовать бурение в два этапа двумя разными бурами. Сначала производят бурение узким буром, диаметром около 80 мм. После такого разведочного бурения работы выполняют буром большего диаметра, чтобы получить скважину нужного размера.

Грузоподъемность лебедки должна быть не менее одной тонны. Помимо электрической лебедки некоторые мастера сразу же ставят еще одну, механическую. Она эффективнее справляется в некоторых случаях, например, если заклинило обсадную трубу. Для электродвигателя и лебедки рекомендуется использовать два разных пульта управления.

Полезное видео по теме

Наглядный обзор буровой установки, изготовленной своими руками, представлен на этом видео:

Здесь показан вариант буровой установки комбинированного типа для ударно-канатного и шнекового бурения:

На этом видео можно посмотреть вариант желонки для ударно-канатного бурения:

Самодельная установка для бурения скважин — не слишком сложный агрегат, оставляющий простор для работы инженерной мысли. Но следует помнить, что узлы и механизмы такого устройства в процессе бурения испытывают существенные нагрузки. Поэтому материалы должны быть прочными, а работы нужно выполнить как можно лучше.

sovet-ingenera.com

Другие статьи по теме:

Кессон из бетонных колец своими руками Как устроена скважина для воды Как измерить глубину Обустройство скважины на даче Оборудование для ударного бурения Шнеки для бурения скважин на воду